Определен способ контроля над отдельной молекулой
Ученые обнаружили способ манипуляции отдельными молекулами на протяжении миллионной миллиардной секунды. Это открывает возможности для контроля над материей на совершенно новом уровне.
Ученые добились таких невероятных результатов при помощи сканирующего тоннельного микроскопа (СТМ) и набора результатов стандартного эксперимента, которые не имели смысла: увеличение электрического тока не приводило к ускоренной реакции, как обычно происходит в ходе аналогичных лабораторных испытаний.
Исследователи из Батского университета копнули глубже — и обнаружили, что наткнулись на способ контроля над отдельными молекулами посредством приближения кончика СТМ к изучаемой молекуле. Это может дать новые возможности для наномасштабных экспериментов и открытий. Результаты их исследования опубликованы в журнале Science.
«Наша работа предлагает новый путь к контролю над отдельными молекулами и их реакцией, — рассказывает физик Питер Слоун. — По сути, у нас есть новый набор, который мы можем установить в ходе нашего эксперимента. Экстремальная природа работы на таких масштабах осложняет весь процесс, но у нас есть высочайшее разрешение и воспроизводимость благодаря этой технике».
Обычно СТМ используют для создания очень точных двухмерных или трехмерных изображений поверхности на атомном уровне путем ее сканирования кончиком электрического зонда. В экспериментах, проведенных в Батском университете, отдельные электроны сталкивались с молекулой и реагировали на нее через очень слабый ток. Интересно, что необычные результаты, полученные в ходе одного из этих экспериментов, заметила член команды, физик Кристина Русимова, которая изучала результаты работы в свой выходной день.
«Это были данные довольно стандартного эксперимента. Мы его проводили, так как думали, что больше ничего интересного не осталось — это была просто финальная проверка, — рассказывает Русимова. — Но мои данные выглядели неправильно: все графики должны были подниматься, а они опускались».
Аномалии в итоге привели к открытию: при удержании кончика зонда на расстоянии 600-800 триллионных метра от молекулы электрон отделялся после столкновения в 100 раз быстрее. Это означало, что отдельные молекулы толуола можно контролируемым способом поднять с кремниевой поверхности.
Исследователи считают, что между зондом микроскопа и молекулой создается новое наномасштабное квантовое состояние: появляется новый канал, по которому электрон может путешествовать быстрее, чем по молекуле, и который уменьшает вероятность возникновения реакции. Из этого также следует, что ученые могут сделать эксперимент активным, то есть у них есть возможность контролировать реакции и основывать на них новые работы.
Еще предстоит выяснить, что покажут новые эксперименты и какими будут новые открытия, но это определенно новый и волнующий шаг для физиков. Мы еще многого не знаем о наномасштабной физике, так что ученым пригодятся любые новые инструменты и методы, при помощи которых они смогут манипулировать изучаемыми объектами.
Telegram 
Дзен 
VK Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Китайские и британские палеонтологи обнаружили древнейший эволюционный прообраз челюстей современных пауков и скорпионов. Просканировав окаменелость животного Urokodia aequalis возрастом 518 миллионов лет, ученые выявили самую раннюю известную науке переходную форму хелицер. Трехмерная модель впервые наглядно показала, как именно возникло главное оружие паукообразных: несколько суставов длинных хватательных конечностей, характерных для кембрийских хищников, срослись воедино и образовали новый ротовой аппарат.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии